Расчетное обоснование эвакуации при пожаре на объектах ТЭК

Расчетный подход к  организации путей эвакуации и моделирование развития пожара на объектах ТЭК решают одновременно несколько задач. Оценка времени достижения опасными факторами пожара критических значений позволяет определить необходимые типы применяемых средств индивидуальной защиты (СИЗ), а также повышает эффективность алгоритмов организации эвакуации и алгоритмов работы систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ). Итогом становится снижение масштаба последствий пожарных инцидентов.

Что говорит законодательство

Согласно ч.2 ст.5 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее 123-ФЗ) одной из целей создания системы обеспечения пожарной безопасности (СОПБ) объекта защиты является обеспечение безопасности людей. В случае пожара для реализации этой цели используются элементы СОПБ, направленные на защиту людей от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий их воздействия. Эти элементы относятся к системе противопожарной защиты и комплексу организационно-технических мероприятий.

Обеспечить защиту людей от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничить последствия их воздействия можно эвакуацией, которой, согласно п.50 ст.2 123-ФЗ, является «процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону по путям эвакуации через эвакуационные выходы».

Приведем связанные определения из ст.2 123-ФЗ:

«49) эвакуационный путь (путь эвакуации) – путь движения и (или) перемещения людей, ведущий непосредственно наружу или в безопасную зону, удовлетворяющий требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре»;

«48) эвакуационный выход – выход, ведущий на путь эвакуации, непосредственно наружу или в безопасную зону»;

«2) безопасная зона – зона, в которой люди защищены от воздействия опасных факторов пожара или в которой опасные факторы пожара отсутствуют».

Из приведенных определений и положений 123-ФЗ следует, что организация эвакуации может осуществляться не только непосредственно наружу из здания, но и в такую часть здания, в которой отсутствуют опасные факторы пожара, то есть в ней безопасные условия обеспечены. Также необходимо обеспечить безопасные условия в процессе эвакуации в безопасную зону. Таким образом, задача обеспечения безопасных условий для людей при пожаре сводится к обеспечению безопасного перемещения в безопасную зону.

Для разработки решений по организации эвакуации необходимо иметь оценки возможного развития ситуации:

– сколько времени требуется на эвакуацию из здания с самой удаленной точки,

– сколько времени пути эвакуации являются безопасными,

– какие части здания можно считать безопасными и как долго.

Эта информация лежит в основе:

– инструкций для персонала,

– алгоритмов работы СОУЭ;

– решений по обеспечению СИЗ органов дыхания, тела (носимые или на специальных постах).

Дать оценку ситуации можно с помощью применения моделирования развития пожара и эвакуации. Причем следует использовать полевую модель развития пожара и индивидуально-поточную модель эвакуации.

Эвакуация на объектах ТЭК

Производственные здания объектов ТЭК обладают особой спецификой, выраженной в больших объемах единого внутреннего пространства (достигающего 500 м³ и более, например цеха ТЭЦ, ГРЭС), в котором расположено оборудование.

Оборудование располагается не только горизонтально, но и вертикально. Высота расположения обслуживаемых зон может достигать 100-120 метров. В подавляющем числе случае объекты оборудованы мостовыми кранами. Для обеспечения доступа персонала к оборудованию имеются лестницы, переходные мостики, площадки, расположенные в объеме единого пространства. Как правило, выполнены они из металла, имеют лишь перила. Специально выгороженными могут быть лестничные клетки, возводимые на всю высоту здания.

В случае пожара безопасность людей, находящихся на любой отметке в любой точке такого здания, должна быть обеспечена. Очевидно, что рассматриваемые здания являются уникальными, и говорить об использовании заранее разработанных решений в части обеспечения безопасных условий эвакуации при пожаре массового применения не приходится. Для выработки решений необходимо иметь оценки возможного развития ситуации, понимать, сколько времени требуется на эвакуацию из здания с самой удаленной точки, какие части здания можно считать безопасными и как долго. На основе этой информации уже можно разрабатывать решения по организации эвакуации (инструкции для персонала), обеспечение СИЗ, алгоритмы работы СОУЭ, включая состав средств (устройств) входящих в СОУЭ. Очевидно, что ответы на вопросы сопряжены с местом возникновения пожара, объемно-планировочным решением здания и особенностями технологии, действующим правовым полем.

Рисунок 1. Пример производственного цеха

Рисунок 2. Пример переходных мостиков, лестниц для доступа к оборудованию

Рисунок 3. Горизонтальные поля оптической плотности дыма на 20 с от начала горения на высоте 1,7 м от уровня пола в машзале на переходных мостиках (красный цвет – критическое значение)

Развитие пожара в машинном зале

На примере машинного зала производственного объекта покажем оценку состояния путей эвакуации при пожаре c помощью моделирования развития пожара и эвакуации. На производственных объектах часто горючей нагрузкой выступает масло. Его возгорание имеет наиболее выраженную опасность для людей в силу высокой дымообразующей способности и высокого тепловыделения. Кроме того, при возгорании масла гореть начинает сразу вся поверхность. Такие характеристики горючей нагрузки в совокупности с преимущественно свободным распространением опасных факторов пожара (ОФП) дают быстрое достижение критических значений такого параметра, как дальность видимости в припотолочном пространстве. Поэтому пожар имеет наибольшую опасность для людей, находящихся на самых высоких отметках. Наиболее постоянным пребыванием на высоте можно отметить крановщиков.

Выполнено моделирование развития пожара в машинном зале высотой 17 м. В сценарии эвакуации люди находились на наиболее удаленных местах от выхода на каждой отметке. На рисунке 3 показаны поля оптической плотности дыма, выполненные на высоте органов дыхания (1,7 м от уровня горизонтальной поверхности, по которой ходят люди) через 20 секунд от начала пожара. Видно, что даже через такой короткий промежуток времени люди, находящиеся на верхней отметке (+14.00), могут подвергнуться опасности. Из чего следует, что для работ на этой высоте люди должны быть экипированы носимыми СИЗ органов дыхания.

При этом из рисунка 4 видно, что на четвертой минуте температура на уровне отметки +14.00 не превышает 60⁰С. Изоповерхность с критическим значением температуры в 70⁰С показана и преимущественно образует тело конвективной колонки. Следовательно, специальных мер по защите тела от высокой температуры можно не предпринимать для людей, которые работают на отметках +14.00 и +7.00, при условии, что их эвакуация завершится в пределах 4-5 минут от начала пожара.

Рисунок 4. Вертикальное сечение поля температуры в плотности переходных мостиков в машзале на 200 с
(красный цвет – критическое значение 70⁰С)

Отдельного внимания заслуживает способ реализации системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) в производственных зданиях объектов ТЭК. Цеха производственных зданий выбиваются из рамок, подходящих под применение привычных табло «Выход», указателей, звуковых и голосовых оповещателей – эти устройства в силу особенностей таких объектов не видно, не слышно, и очень часто невозможно расположить на путях эвакуации. Поэтому использование носимых персональных устройств для оповещения персонала о необходимости начала эвакуации и указания пути является решением для производственных объектов.

Современная законодательная база в лице п.7 ч.1 ст.84 123-ФЗ утверждает, что помимо перечисленных «традиционных» способов допускается использовать «иные способы, обеспечивающие эвакуацию» для оповещения людей о пожаре, управления эвакуацией людей и обеспечения их безопасной эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях. К таким устройствам можно отнести браслеты, которые вибрацией, световым сигналом и звуком извещают о получении сообщений. Адресная система пожарной сигнализации и база выполненных расчетов позволяют передать указание о направлении движения в ходе эвакуации, о необходимости применять СИЗ в процессе эвакуации.

Выполненные расчеты развития пожара позволяют понятие «зоны безопасности (безопасной зоны)» для здания трансформировать в динамическую сущность. «Зона безопасности (безопасная зона)» определяется в зависимости от места размещения очага пожара и в конкретной ситуации может быть использована как точка сбора персонала в случае пожара. Такие решения актуальны для северных территорий с низкими зимними температурами на период доставки теплых автобусов к объекту для эвакуации людей в них.

Компьютерная модель эвакуации

Представленный пример демонстрирует возможности компьютерного моделирования развития пожара и эвакуации при решении задач обеспечения безопасной эвакуации людей в случае пожара на объектах ТЭК. Расчетный подход позволяет разрабатывать и обосновывать решения на основе количественной информации: длительность эвакуации, состояние ОФП на путях эвакуации и их динамика. На основе этой информации разрабатываются решения по организации эвакуации, отражающие специфику объекта: инструкции для персонала, обеспечение СИЗ, алгоритмы работы СОУЭ, включая состав средств (устройств), входящих в СОУЭ, реализацию мероприятий для обеспечения функционирования частей здания как зон безопасности.

Немаловажную роль в обеспечении ПБ имеет стоимость решений. Расчетным подходом можно проверить эффективность различных вариантов, и выбрать оптимальный.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. №123--ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. Приказ МЧС России от 14 ноября 2022 г. № 1140 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности».
3. Рыжов А.П., Хасанов И.Р., Дектерев А.А., Амельчугов С.П. и др. Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях: Методические рекомендации; ВНИИПО. – М., 2003. – 35 с.
4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика/Издание 4-е, стереотипное. – М.: Наука, Теоретическая физика, том VI, 1988. – 736 с.